El Ninjo - Južna oscilacija

Praćenje El Ninja 1997 - 1998 putem satelita TOREH/ Poseidon. Bela površina predstavlja značajnu količinu tople vode u Tihom okeanu, zapadno od obala Perua i Čilea.

El Ninjo 1877-78 u odnosu na 1997-98. godine

El Ninjo - Južna oscilacija ("ElNiño – SouthernOscillation – ENSO") je jedan od najpoznatijih fenomena klimatskog sistema. Nastaje u tropskom pojasu, ali izaziva globalne posledice na vremenske uslove. El Ninjo predstavlja okeansku komponentu ovog složenog fenomena, čiji je pun naziv El Ninjo - Južna oscilacija, te je skraćenica "ENSO". Naime, peruanski ribari su uočili zagrevanje južnog tropskog Pacifika u periodu oko Božića i nazvali ovu pojavu od milošte El Ninjo (u prevodu na srpski - dečak).

Šta predstavlja „ENSO“, a šta El Ninjo

Prvi termin se odnosi na periodično oscilovanje u karakteristikama okeana i atmosfere tropskih predela Tihog okeana. Oscilacije su posledice složenih interakcija između vode i vazduha na velikoj površini, a najčešće se primete kroz promene u temperaturi površine okeana, ali ovu promenu takođe prate i promene vetrova u atmosferi, okeanskih struja, pritiska u atmosferi i drugo.

Fenomen čine tri faze: Neutralna, topla (El Ninjo) i hladna faza - La Ninja (u prevodu devojčica). Faze se vremenom međusobno menjaju i ne postoji stroga pravilnost u njihovim smenama i u dužini njihovog trajanja.

El Ninjo se pojavljuje u periodima od 2 do 7 godina, mada postoje navodi da je u prošlosti postojao i duži period takozvanog mirovanja. Trajanje ovih faza je u proseku od jedne godine.

El Ninjo u prošlosti

Postoje dokazi da je ovaj fenomen uticao na samu klimu u periodu od pre 130.000 godina. Na to ukazuju morski fosili koji su uzeti sa poluostrva Huon i oni su predstavljeni u intervalima od 2 do 7 godina kada je dolazilo do vlažnijih perioda i većeg izlučivanja padavina od prosečnih količina. Za sada su ovi dokazi jedino primetni u poslednjem interglacijalu.

Jači periodi El Ninja dogodili su se u ranom holocenu, pre oko 10.000 godina. Naučnici su pronašli ovaj dokaz u jednom jezeru u Ekvadoru. Naime, klastični materijal je spran sa okolnog terena i nataložen ja na dnu samog jezera što se jedino moglo desiti za vreme obilnih padavina u toku jakih i učestalih serija El Ninja na zapadnim obalama Južnoameričkog kontinenta. Neka poređenja i tumačenja ukazuju da je pojava El Ninja bila slabijeg inteziteta za vreme glacijala.

Ono što naučnici žele da dokažu jeste da je El Ninjo sve jači kako je duži interglacijal, u kojem se trenutno nalazimo. Moguće je naići na jasne dokaze da je mikrofauna u različitim jačinama El Ninja u ranom i srednjem holocenu i danas. Prema navodima Zebijaka i Kejna (Zebiak&Cane, 1987) period pojavljivanja je ostao isti, ali su jače oluje na zapadnim obalama Južne Amerike bivale sve ređe.

Analiza fosila iz srednjeg veka ukazuju na slabije faze El Ninja i to početkom 13 i 14. veka, dok su se one jače dogodile početkom 14, odnosno 15. veka. U novijoj istoriji fenomen ima sve jači intezitet sa maksimumima početkom 18. i u prvoj polovini 19. veka. Tokom jačih inteziteta El Ninja, pomoću dokaza, može da se konstatuje da su narodi na pordučju pretkolumbovske Amerike umirali od posledica ove pojave. U Evropi je takođe bilo posledica, gde je uništeno dosta kukuruznih polja u periodu od 1789-1793. godine što je bio jedan od razloga izbijanja Francuske revolucije. El Ninjo nije mirovao ni u Aziji, te je sredinom 19. veka u Kini, zbog propalih useva, od gladi umrlo oko 13 miliona ljudi.

Džilbert Voker je 1924. godine dodao ovom nazivu i termin "južna oscilacija" jer je imao jak intezitet u relativno kratkom vremenskom periodu. Značajan intezitet bio je i pre 23 godine i tada je oko ekvatora povećana temperatura za 1,5 °C u odnosu na uobičajnih 0,25 °C. Posledica tog povećanja temperature jeste izumiranje 16% sprudnih sistema u svetu. Hoe-Gilbert (2006) navodi da ova pojava povećava temperaturu vode na pojedinim stranama okeana i to za posledicu ima izbeljivanje koralnih grebena.

Faze Južne oscilacije

Pasati koji duvaju duž ekvatora od istoka prema zapadu u Pacifiku stvaraju morske struje koje idu od američkih prema azijskim obalama. Ovakvo okeansko strujanje omogućava izranjanje hladne vode iz dubina okeana i to na američkoj strani. Voda koja putuje preko Tihog okeana se zagreva i tako na azijskoj strani dolazi do "nagomilavanja" tople površinske vode. Razlika u temperaturi između istočnog i zapadnog Pacifika iznosi oko 8 °C. Ovakva pojava se događa u neutralnoj fazi. Topliji okean u blizini azijskih obala, zbog intezivnog isparavanja u atmosferi, omogućava formiranje konvektivnih oblaka, koji generišu ogromne količine kiše, pa tokom ove faze na obalama Azije imamo značajno izlučivanje padavina.

Kada počne slabljenje atmosferskih prizemnih vetrova duž ekvatora, tada počinje El Ninjo (topla) faza. U najekstremnijim slučajevima, ovo slabljenje može da se završi i potpunim okretanjem smera pasata, tako da dominira pravac Azija - Amerika. Taj pravac omogućava da topla voda iz zapadnog Pacifika pređe u istočni i tako u ovoj situaciji temperatura površine okeana u centralnim i istočnim delovima ima vrednosti iznad onih koje su bile tokom neutralne faze. Kada je topla faza najizrazitija, vode centralnog Pacifika su toplije za nešto više od 2 °C, dok lokalna odstupanja mogu biti i veća. Zajedno sa toplom vodom putuju i konvektivni oblaci, tako da dok traje ova pojava, zbog velike količine padavina dešavaju se poplave u Centralnoj i Južnoj Americi, dok na jugozapadu Sjedinjenih država se prekidaju višegodišnje suše. Na drugoj strani, u Aziji, tokom El Ninja najčešće postoje deficiti u padavinama koji mogu potpomoći pojavu suša.

La Ninja (hladna) faza se dešava kada dođe do pojačanja onog što karakteriše neutralnu fazu. Pasati duvaju snažnije i odnose sve više tople vode prema Aziji, ostavljajući prostora da veća količina hladne vode izroni iz dubine i dodatno ohladi njegovu površinu u centralnom i istočnom basenu. Tokoma najjačih perioda ove faze, vode u centralnim delovima su do 2 °C hladnija, a Aziji i Australiji preti više padavina od očekivanog.

Grafički prikaz temperaturne anomalije (uokvireno), koju izaziva El Ninjo, januar 2006. godine

Kako bi se precizno odredile faze južne oscilacije neophodni su odgovarajući pragovi, koje temperatura površine okeana mora da pređe i to u odgovarajućem regionu Tihog okeana u trajanju od nekoliko meseci.

Osobine El Ninja u Tihom okeanu

U Pacifiku se meri najjači i najpoznatiji intezitet El Ninja. Normalna pojava u Pacifiku je da su, usled hladne Peruanske struje, vode obala Južne Amerike hladnije. Posledica toga je manje isparavanje vode duž ovog kontinenta što dovodi do manje količine padavina u priobalnim delovima Ekvadora, Perua i Čilea.

Da bi se izjednačile temperature vode sa istoka i zapada, struja ekvatorijalnih predela nosi topliju vodu ka istoku, ali pasatski vetrovi je sprečavaju. Premeštanje visokog vazdušnog pritiska sa istočnog na zapadni Pacifik dovodi do duže razlike u površinskoj temperaturi od proseka za najmanje 0,5 °C.

Kao ogledne suprotne tačke u Tihom okeanu se uzimaju gradovi Darvin u Tasmaniji na zapadnoj strani Tihog okeana i ostrvo Tahiti u istočnom delu. Promene temperature površinske vode na Tahitiju se poklapa sa promenom vazdušnog pritiska u Darvinu.

Sa jedne strane postoji poklapanje između porasta i smanjivanja temperatura, i vazdušnog pritiska sa druge strane Pacifika. Najveća odstupanja se poklapaju sa najjačim delovanjem El Ninja u Tihom okeanu. Promenom vazdušnog pritiska, pasati postaju slabiji, a ekvatrorijalna struja može da donese toplije vode do zapadnih obala Južne Amerike. Tom prilikom dolazi do reversne pojave. Topla struja dolazi do obala Južne Amerike, uzrokujući veće isparavanje i veću količinu padavina u Peruu i Ekvadoru od proseka za ova područja.

Topao vazduh se izdiže iznad Perua i zasićen vlagom donosi kišu u severnom delu Perua.

Na suprotnoj strani Pacifika dešava se obrnuta pojava koja se naziva La Ninja (devojčica).

Dešavanje El Ninja u Indijskom okeanu

Najznačajniji klimatski pokazatelji u Indijskom okeanu su dva pravca monsuna: severoistočni i severozapadni i oni dolaze sa morske površine na kopno Indije i Indokine. Tokom fenomena El Ninja dolazi do razlike u padavinama u Indiji, Šri Lanci i u istočnoj Africi. U Indijskom okeanu se javljaju dve faze El Ninja - pozitivna i negativna.

Pozitvno stanje se javlja za vreme El Ninja u istočnom Tihom okeanu kada traje faza La Ninje iznad voda Indonezije.  Tom prilikom se javlja viši vazdušni pritisak iznad Jugoistočne Azije pa se toplije vode kreću preko Indijskog okeana prema istočnim obala Afrike, prouzrokujući jake monsune i padavine u Indiji i Šri Lanci. Na drugoj strani dolazi do poremećenih uslova za stvaranje severozapadnog monsuna koji se kreće prema Indokini i može se desiti da dođe i do njegovog zakašnjenja.

Negativni aspekt El Ninja se dešava kada je normalno stanje u Pacifiku, vode u jugoistočnoj Aziji su toplije, a anticiklon se nalazi iznad Afrike i tamo su vode hladnije. U ovom slučaju dolazi do poremećaja za stvaranje uslova severozpadnog monsuna koji donosi padavine Šri Lanci i Indiji, dok se na obalama Afrike javlja manja količina atmosferskih padavina i to je razlog za obrazovanje pustinjskih priobalnih delova Somalije - pustinja Danakil. Od decembra do februara se javlja suša u istočnoj Africi, ali se ona širi i na teritorije država Zambije, Mozambika i Bocvane.

Klimatske osobine Australije za vreme El Ninja

U pojedinim regionima Australije javlja se varijacija količine padavina u odnosu na prosečne. U istočnim i severnim delovima Australije dolazi do manje količine padavina od proseka. Najmanje padavina se manifestuje tokom zimskog perioda u godini i to na severu kontinenta za vreme delovanja australijskog monsuna, a La Ninja izluči rekordnu količinu padavina u delovima zapadne Australije.

Prema navodima Kotvickog i Alana, jezero Er u severoistočnim delovima južne Australije ima biološki minimum vode tek za vreme La Ninja faze i tada se izluči ogromna količina padavina (Kotwicki&Allan, 1999).

Kopneni ekosistem pod uticajem El Ninja

Količine padavina koje uzrokuje El Ninjo i La Ninja mogu se razlikovati i za deset puta (Holmgren et al., 2001). To ostavlja posledince na biodiverzitet mnogih ekosistema. Ovaj pokazatelj se najbolje ogleda u marinskim sredinama u promeni broja jedinki organizma i propadanju ribarstva. Hladnija voda, koja se obično nalazi pri obalama Južne Amerike, bogata je planktonima koji su hrana mnogim ribama. Kada dođe do priliva toplije vode u ovim oblastima, a one imaju manje hranjivih materija, dolazi do izumiranja planktona i jedinki mnogih vrsta riba što se ekonomski odražava na ribarstvo kao važnu privrednu granu priobalnih andskih južnoameričkih država. Fenomen, takođe, može da prouzrokuje, zbog suša, raspadanje poljoprivrednih useva u Australiji i jugoistočnoj Aziji, dok sa druge strane dolazi procvat poljoprivrede u polupustinjskim i pustinjskim predelima Perua i severnog Čilea zbog veće količine padavina.

Interesantna situacija se događa i u vodama kalifornijskog zaliva gde vegetacija zauzima oko 4% površine u normalnim godinama, dok za vreme El Ninja vegetacija zauzima čak od 54-89%, u zavisnosti od količine atmosferskih padavina. U sušnijim predelima Meksika višegodišnje biljke, žbunovi i drveće bujaju za vreme učestalijih padavina.

Gutereš kaže da bujanje vegetacije u sušnijim predelima uzrokuje migracije velikog broja glodara, kao i njihovih predatora, ptica i manjih gmizavaca (Gutiérrez, 1997).

Efekat El Ninja na broj jedinki pingvina na Galapagosu

Tokom dva perioda El Ninja, 1982-1983. i 1997-1998 gde je njihovo trajanje bilo od 17-18 meseci, uništeno je 77%, odnosno 65% populacije pingvina koja nije uspela da se oporavi tokom faza El Ninja (Vargas et al., 2006). Ovo se ogleda pre svega u slaboj reprodukciji jedinki tokom ovog fenomena. 2004 godine je izbrojano 858 jedinki što je duplo manje od broja koji je bio posle El Ninja 1998. godine, kada ih je bilo samo 444, ali ovaj broj je duplo manji od broja jedinki na ostrvu Galapagos tokom sedamdesetih godina prošloga veka.

Pingvin na Galapagosu

Uticaj El Ninja na širenje bolesti

Dokazi ukazuju da su regioni koji su obuhvaćeni većim uticajima efekta El Ninja izloženi većoj verovatnoći za širenje bolesti malarije. Posebno ugrožene države u Africi su Uganda, Tanzanija i Ruanda. Promena količine padavina, pogotovo za vreme La Ninje utiče na rast broja jedinki komaraca koji su direktni uzročnici malarije.

Posledice El Ninja u okeanu

Osnovna devijacija cirkulacije tropskog Pacifika za vreme ovog fenomena jeste veoma oslabljeno izronjavanje hladnih voda pored zapadnih obala Amerike. Hladne bogate vode ostaju u dubini, a u površinskim slojevima se održavaju tople vode. Bez hranljivih sastojaka koji su neophodan početak lanca ishrane u okeanu, nastaje ogroman deficit riba koji može dostići i do 90%. Duž istočnih obala, čitav morski svet je veoma ugrožen. Nestanak riba ugrožava opstanak brojnih ptičijih vrsta, sisara i svih drugih na ovom lancu ishrane. Druga posledica zagrevanja voda su promene putanja kretanja jata riba. Tropske toplovodne vrste se tada kreću ka severu i istoku, a hladnovodne vrste na sever ili u dublju vodu. Na ovaj način se redukuje zastupljenost vrsta, ribe manje izrastu, slabije se reprodukuju i preživljavaju. Ovo su razlozi za ogromne gubitke ulova komercijalno značajnih ribljih vrsta duž zapadnih obala Amerike i to tokom 1997/98. godine.

Koralni grebeni koji prave ekološki balans u okeanu su takođe pogođeni El Ninjom. U velikim prostranstvima tropskog Pacifika, korali žive u vodama koje su blizu gornje granice temperature njihovog opstanka. Ukoliko su temperature voda suviše visoke, simbiotske alge (zooxanthellae) iz ljuštura napuštaju korale i oni zbog toga blede (Cane M. 1986.). Koralima alge obezbeđuju hranu i oni često uspevaju da obnove svoje alge i prežive ali, kada je stres zbog visokih temperatura predug ili prejak, oni odumiru. Posle intezivnih toplih događaja, mogu se naći čitave kolonije uginulih korala.

Pored brojnog ostrvlja zapadnog tropskog Pacifika čija je nadmorska visina veoma mala, za vreme fenomena El Ninjo nivo vode toliko opadne da ogoli morsko dno. Na ovaj način je ugrožena čitava populacija u plitkim vodama priobalja.

Verovatnoća predviđanja fenomena El Ninja

Prva uspešna predviđenja El Ninja počela su sredinom osamdesetih godina 20. veka. Naučnici su uspeli u potpunosti da predvide seriju El Ninja 1986/87. godine. Modeli koji služe za predviđanje El Ninja mogu da se podele u tri kategorije: statistički modeli, okean-atmosfera statistički hibridni modeli i okean-atmosfera spojeni modeli bazirani na operacijama na matrici podataka koje povećavaju korelaciju ili varijanse odabranih indikatora i predviđenih polja pomoću nelinearnih modela koristeći neuronske mreže. Ovi modeli su u stanju da predvide tople i hladne faze šest meseci pre njihovog događaja. Modeli su se najbolje pokazali za predviđanje velikih serija El Ninja i La Ninje, dok su imali probleme sa predviđanjima manjih toplih i hladnih stanja.

Zaključak

U svetu El Ninjo je počeo da se istražuje tek sredinom sedamdesetih godina 20. veka, a razlog je tada bio da su isntrumenti postali modernizovani za istraživanje ovih fenomena. Zbog svoje popularnosti, El Ninjo, bio je uključen u sve negativne klimatske promene koje su događale na planeti Zemlji. Svakako, analizom svih podataka, El Ninjo je definitivno zaslužan za mnogobrojne klimatske anomalije. U anomalije spadaju suše u severnoj i kiše u zapadnoj Austaliji; suše u istočnoj i južnoj Africi; obilne padavine u južnoj Aziji, Kaliforniji i severozapadnom Meksiku, Peruu, Ekvadoru i Čileu i suše u Novoj Gvineji i Indoneziji.

Statistički i matematički modeli pokazuju da se ova pojava može predvideti, ali se ne može sprečiti. Ona je najintezivnija u Tihom okeanu i duž obala kontinenata koji ga okružuju i njeno štetno delovanje se direktno prepisuje na privredu država u razvoju.

Literatura

• Tudhope, A.W., Cilcott, C.P., McCulloch, M.T., Cook, E.R., Chappell, J., Ellam, R.M., Lea, D.W., Lough, J.M., Shimmield, G.B. (2001): Variability in the El Nin˜o–Southern Oscillation through a glacial–interglacial cycle. Science, 291, pp. 1511–1517.
• Hughen, K.A., Schrag, D.P., Jacobsen, S.B., Hantoro, W. (1999): El Nin˜o during the last interglacial period recorded by a fossil coral from Indonesia. Geophys. Res. Lett., 26, pp. 3129–3132.
• Federov, A.V., Philander, S.G. (2000): Is El Nin˜o changing? Science, 288, pp. 1997–2002.
• Rodbell, D., Seltzer, G., Anderson, D., Abbott, M., Enfield, D., Newman, J. (1999): An 15,000 year record of El Nin˜o-driven alluviation in southwestern Ecuador. Science, 283, pp. 516–520.
• Sandweiss, D., Richardson, J., Reitz, E., Rollins, H. (1996): Geoarchaeological evidence from Peru for a 5000 year B.P. on set of El Nin˜o. Science, 273, pp. 1531–1533.
• Zebiak, S.E., Cane, M.A. (1987): A model El Nin˜o/Southern Oscillation, Mon. Weather. Rev., 115, pp. 2262–2278.
• Mann, M.E., Cane, M.A., Zebiak, S.E., Clement, A.C. (2004): Volcanic and solar forcing of El Nin˜o over the past 1000 years. J. Climate
• Grove, R. H. (1998): Global Impact of the 1789-93 El Niño. Nature, 393 (6683), pp. 318– 319. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) (1994): Dimensions of need – People and populations at risk.
• Hoegh-Guldberg, O., Phinney, J.T., Skirving, W., Kleypas, J. (2006): Coral Reefs and Climate Change: Science and Management. American Geophysical Union. [Washington], pp. 1–18.
• Cane, M.A. (2005): The evolution of El Nin˜o, past and future. Earth and Planetary Science Letters, 230, pp. 227–240.
• Schwing, F.B., Murphree, T., deWitt, L., Green, P.M. (2002): The evolution of oceanic and atmospheric anomalies in the northeast Pacific during the El Nin˜o and La Nin˜a events of 1995–2001. Progress in Oceanography, 54, pp. 459–491
• Suppiah, R. (1996): Spatial and temporal variations in the relationships between the Southern Oscillation phenomenon and rainfall of Sri Lanka. International Journal of Climatology, 16, pp. 1391–1408.
• Kripalani, R.H., Kulkarni, A. (1997): Rainfall variability over southeast Asia – connections with Indian monsoon and ENSO extremes: new perspectives. International Journal of Climatology, 17, pp. 1155–1168.
• Reason, C.J.C. (1998): Warm and cold events in southeast Atlantic:southwest Indian Ocean region and potential impacts on circulation and rainfall over southern Africa. Meteorology and Atmospheric Physics, 69, pp. 49–65.
• Izumo, T., Lengaigne, M., Vialard, J. (2011): Influence of the Indian Ocean Dipole on the following El Niño: mechanisms and interdecadal fluctuations, Greenhouse. Australian Bureau of Meteorology, Data 1998
• Nicholls, N., Lavery, B., Friedericksen, C., Drodowsky, W., Torok, S. (1996): Recent apparent changes in relationships between the ENSO and Australian rainfall and temperature. Geophys. Res. Letters, 23, pp. 3357–3360.
• Kotwicki, V., Allan, R. (1999): La Nina de Australia - contemporary and paleohydrology of Lake Eyre. Palaeogeog. Palaeoclim. Palaeoecol., 144, pp. 265–280.
• Holmgren, M., Scheffer, M., Ezcurra, E., Gutiérrez, J.R., Mohren, G.M.J. (2001): El Niño effects on the dynamics of terrestrial ecosystems. TRENDS in Ecology & Evolution. 16 (2).  .
• Gutiérrez, J.R. (1997): Effects of small mammals and vertebrate predators on vegetation in the Chilean semiarid zone. Oecologia, 109, 398-406
• Allan, R. (1996): El Niño Southern Oscillation and Climatic Variability. CSIRO.
• Vargas, F.H., Harrisona, S., Reab, S., Macdonald, D.W. (2006): Biological effects of El Nin˜ o on the Gala´pagos penguin. Biological Conservation, 127, pp. 107–114.
• Mabaso, M.L.H., Kleinschmidta, I., Sharpa, B., Smithb, T. (2007): El Ni˜no Southern Oscillation (ENSO) and annual malaria incidence in Southern Africa. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene, 101, pp. 326–330.
• Chen, D., Cane, M. (2008): El Nin˜o prediction and predictability. Journal of Computational Physics, 227, pp. 3625–3640

Spoljašnje veze

• Vladimir Đurđević (28.08.2020), Šta je El Ninjo i kako utiče na globalnu klimu?
• Radislav Stojisavljević, Dragan Dolinaj i Nemanja Tomić (10.07.2012), Fenomen El Ninja - El Ninjo južna oscilacija (strane 29-41).
• Gordana Jovanović (2010), Klimatski fenomeni El Ninjo i La Ninja (str. 14-37)